《测井储层评价方法》思考题及答案.doc

一、论述及思考题1.简述测井学或测井技术的基本特点。答：测井学的特点是：（1）测量的特殊性；（2）方法多样性；（3）应用的广泛性；（4）信息转换存在多解性。测井技术的特点有：1）测量的特殊性：地下的情况是很复杂的，测井仪器在测井时的分辨率或探测深度要受井眼和围岩等因素的影响，导致测井得到的信息和真实地层信息有差异；2）信息转换存在多解性：利用测井仪器测量地层的物理参数，从而解释地层的基本情况，由于地层物理参数如一个电阻率值对应的岩性是多样的，这就造成了测井解释结果的多解性；3）方法多样性：测井技术往往是测量多组地层参数的信息，然后综合多种信息对地层进行评价；4）应用的广泛性：测井技术的特点具有区域性，在不同的地区，地质构造的过程有所差异，而使得测井结果有所差异，但是曲线的相对变化差异并不大。2为什么说测井结果具有多解性？如何避免或降低测井资料解释应用的多解性？ 答：测量对象的复杂性、测量误差以及测量方法的不匹配性决定了测井结果具有多解性。每种测井方法均有各自的探测特性和适用范围，每种测井信息都是地层某一种物理性质和物理参数的反映，都只是一种间接的信息，并且测量过程受井眼环境、测量装置性能等因素影响，故将测井得到的物理信息转换为各种地质和工程参数或信息时就存在多解性。避免或降低测井资料解释的多解性，一方面要根据预定的地质任务，选择几种合适的测井方法组合综合测井系列，应用适当的解释方法，从多种物理特征上综合分析和认识地层的地质特征；另一方面要将测井同钻井、取心、录井、地层测试等其它来源的地质资料配合起来综合分析与判断。3概述测井资料在石油勘探开发中的主要应用。答：在石油勘探开发中，测井资料的应用可概括为如下四个方面：（1）地层评价 以单井裸眼井地层评价形式完成，包括单井油气解释与储集层精细描述两个层次。前者的目的是对本井作初步解释与油气分析，即划分岩性与储集层，确定油、气、水层及油水分界面，初步估算油气层的产能，尽快为随后的完井与射孔决策提供依据。而后者的目的在于对储集层的精细描述与油气评价，主要内容有岩性分析，计算地层泥质含量和主要矿物成分，计算储集层参数：孔隙度、渗透率、含油气饱和度和含水饱和度、已开发油层（水淹层）的剩余油饱和度和残余油饱和度，油气层有效厚度等等，综合评价油、气及其产能，为油气储量计算提供可靠的基础数据。（2）油藏静态描述与综合地质研究 以多井测井评价形式完成，将多井测井资料同地质、地震、开发等资料结合，作综合分析评价，目的是以油气藏评价为目标，提高对油气藏的三维描述能力，重现储集体的时空分布原貌与模拟。主要内容有：测井、地质（岩心、录井）、地震等资料间的相互深度匹配与刻度；地层和油气层的对比，研究地层的岩性、储集性、含油气性等在纵、横向的变化规律；研究地区地质构造、断层和沉积相以及生、储、盖层；研究地下储集体几何形态与储集参数的空间分布；研究油气藏和油气水分布规律；计算油气储量，为制定油田开发方案提供大量可靠的基础地质参数。（3）油井检测与油藏动态描述 在油气田开发过程中，研究产层的静态和动态参数（包括孔隙度、渗透率、温度、压力、流量、油气饱和度、油气水比等）的变化规律，确定油气层的水淹级别及剩余油气分布，确定生产井的产液剖面和液入井的吸收剖面以及它们随时间的变化情况，监测产层的油水运动状态、水淹状态、水淹状况以及其采出程度，确定挖潜部位，对油气藏进行动态描述，为单井动态模拟和全油田的油藏模拟提供基础数据，以制定最优的开发调整方案、达到最大限度地提高最终采收率的目的。（4）钻井采油工程 在钻井工程中，测量井眼的井斜、方位和井径等几何形态的变化，估算地层的孔隙流体压力和岩石的破裂压力、压裂梯度，确定下套管的深度和水泥上返高度，检查固井质量、确定井下落物位置、钻具切割等；在采油工程中，进行油气井射孔，检查射孔质量、酸化和压裂效果，确定出水、出砂和串槽层以及压力枯竭层位等等。测井数据处理与综合解释P14.测井资料为什么需要“解释”？论述测井储层及油气评价的基本思路。答：测井资料记录的是地层岩性的物理参数，例如电阻率，电导率，声波时差及伽马计数率等，并不是记录的真实地层的情况，我们必须通过综合测井的各种因素（如测井仪器的局限性，区域性等），对测井资料进行综合的解释分析，以得出与真实地层信息相符的解释结果。测井储层及油气评价的基本思路：1）分析地层的储集特性，找出有意义的产层，特别注意不要漏掉裂缝及其它次生作用形成的产层。2）根据地区经验和人机联作方式，把测井信息转换为地质信息。计算反应地层特性的主要地质参数，并分析其可信度。重点在于评价产层储渗性能、含油性及可动油量。3）分析产层的束缚水含量，揭示油气层的特性及含油饱和度界限的变化，把握判断的趋势，同时，要特别注意分析是否有低电阻率油气层存在的可能性。4）综合来源于非测井的信息，搞清储集层的油水分布，提出有关油、气、水的最佳答案。5）评价油气层的丰度和可能的生产能力，预测产层的含水率。5常规9条曲线指哪些测井方法？它们分别用于解决储层评价中的什么问题？答：9条曲线测井方法解决储层评价的问题岩性曲线井径测井识别岩性，观察井径变化自然伽马测井主要用于判断岩性和估算泥质含量自然电位测井识别沙泥岩，确定地层水电阻率和地层厚度，进行地层对比孔隙度曲线密度测井判别地层岩性，计算地层孔隙度中子测井确定地层孔隙度，识别气层，与密度重叠判别岩性声波速度测井计算地层孔隙度，识别气层，评价套管井的水泥胶结质量电阻率曲线深测向（感应）测井确定原状地层视电阻率,评价含水饱和度浅测向（感应）测井确定冲洗带或侵入带视电阻率，评价含水饱和度微电阻率测井确定井壁泥饼或泥浆电阻率6概述常规九种测井方法的物理基础。答：常规九种测井方法主要为：井径、自然伽玛、自然电位、深中浅电阻率、中子、声波、密度。它们可归类为三种系列，详见下表：测井方法物理基础相关说明（测量）岩性井径仪器臂张开贴到井壁上即得井眼直径。井眼直径自然伽玛岩石的自然放射性是由岩石中放射性核素及其含量决定的。天然放射性元素自然电位参考电极与地面电极之间的电位差。电阻率深电阻率通过提供人工电流，在井内建立电场，然后进行电位差测量。这个电位差反映了电场的分布特点，此特点决定于周围介质的电阻率。原状地层的电阻率中电阻率冲洗带的电阻率浅电阻率井壁附件的电阻率孔隙度中子中子与地层的相互作用是中子测井法的物理基础。测井中，将单位体积纯淡水的含氢量规定为一个单位，而单位体积岩石和纯水的含氢量称为含氢指数。主要反映地层的含烃量声波滑行波在岩石中传播的时间t等于滑行波在岩石骨架中的的传播时间tma与在孔隙流体中的传播时间tf之和。密度散射伽玛射线强度为被射线所照射的环境物质的体积密度的函数。（康普顿效应）反映岩石体积密度7.常规9种测井仪器的测量结果是什么？用列表方式总结其测量物理量、分辨率、探测深度及主要影响因素。测井项目测量结果测量物理量纵向分辨率探测深度主要影响因素自然电位测量电极与地面参考电极间的电位扩散电动势4 m泥浆电阻率；地层温度；储集层厚度；侵入情况自然伽马地层天然GR放射性强度伽马射线的计数率约60-80cm20cm泥质含量；高放射性矿物等井径井眼直径井眼直径地层的岩性；深度等密度地层体积密度地层体积密度源距的大小，一般为20-40cm贴井壁测量约5cm仪器刻度；自然放射性；井眼；泥饼厚度等中子地层含氢指数地层含氢指数源距的大小，一般为35-60cm贴井壁测量约5cm天然气；井眼；泥饼厚度等声波地层纵波时差地层纵波时差源距的大小，一般在0.5-1m之间沿井壁测量井眼；地层的岩性；泥浆侵入等微电阻率井壁附近电阻率电阻率5cm5-9cm泥饼；井眼等深感应（深测向）原状地层电阻率电阻率2m（0.2m）1.7m（115cm）井眼；侵入带；围岩；地层电阻率等中感应（浅测向）冲洗带电阻率电阻率1m（0.2m）0.8m（35cm）井眼；侵入带；围岩；地层电阻率等8阐述或图示用SP资料计算地层水电阻率的方法和流程。答：根据公式，（其中、分别是你将滤液和地层水的等效电阻率）可以用SP资料计算Rw。主要步骤如下：1） 选择较厚的完全含水的纯水层，取其SP异常幅度为该层的静自然电位SSP；2） 计算自然自然电位系数k：k=70.7(273+T)/298, T=To+G*D/100;3） 计算比值；4） 确定标准温度下（24oC）的地层水电阻率：确定标准温度下泥浆等效电阻率；确定标准温度下泥浆滤液电阻率；确定标准温度下泥浆滤液等效电阻率，确定标准温度下地层水等效电阻率，；确定标准温度下地层水电阻率： 5）确定地层温度下的Rw：9综述GR能谱测井资料在评价泥质含量（包括粘土类型）、烃源岩(有机质丰度)方面的应用。答：由总计数率求泥质含量：（详见放射性测井原理P62推导）SVCT=(CTS- CTSmin)/(CTSmax- CTSmin) SVCE=(2 SVCTGCUR-1)/(2GCUR-1)SVCT用总计数率求出的泥质含量指数；CTS总计数率；CTSmin纯地层计数率；CTSmax页岩总计数率；SVCE用总计数率求得的泥质含量（体积）；GCURHilchie指数。由釷含量求泥质含量：（放射性测井原理P80）SVTh=(Th- Thmin)/(Thmax- Thmin) SVTE=(2 SVThGCUR-1)/(2GCUR-1)SVTh用釷含量求出的泥质含量指数；Th釷含量，其角码min和max分别表示纯地层和泥质含量的最小和最大值；SVTE用釷含量求得的泥质含量（体积）。由钾含量求泥质含量： SVK40=(K40- K40min)/(K40max- K40min) SVKE=(2 SV K40GCUR-1)/(2GCUR-1)SVK40用钾含量求出的泥质含量指数；K40钾含量，其角码min和max分别表示纯地层和泥质含量的最小和最大值；SVKE用钾含量求得的泥质含量（体积）。 通常釷和钾的含量与泥质含量的关系比较稳定，当然如果铀含量与泥质含量关系稳定也可用铀来计算。究竟选什么做为最好的测定泥质含量的方法，这要根据具体地质条件来定。 在测井常遇到的地层中，粘土岩含油天然放射性核素最多，粘土岩包括泥岩和页岩，主要由粘土矿物组成（含量大于50%）。各种粘土矿物对粘土岩放射性的贡献不同，如：（1）高岭石：高岭石的化学式为AlSi4O10OH8，亦可写作Al2O32SiO22H2O，此种矿物多为酸性，常出现在陆相沉积中，它本身不含放射性元素，且其阳离子交换能力远不如蒙脱石，对放射性物质吸附力较差，对粘土岩的放射性贡献较小。（2）蒙脱石：蒙脱石也称胶岭石或微晶高岭石，化学式为，它本身也不含放射性元素，但其阳离子交换能力较强，每克蒙脱石的表面积为269m2（每克高岭石为19m2），对放射性物质吸收能力强，含有较多的氧化铀。它对粘土岩的放射性贡献最大。（3）伊利石：其化学式为K1,Al 2Si, Al4 O10OH2n H2O。它本身含有钾，具有放射性，对氧化铀离子有一定吸附能力。伊利石也叫水白云母。（4）绿泥石：绿泥石族粘土矿物中以鲕状绿泥石分布最广，其化学式为Fe2+AlSi,Al O10OH8nH2O。它本身无放射性，且其阳离子交换能力低，缺乏放射性附着物。由此我们可知，通过伽玛能谱测井测出不同放射性物质的计数率，则可由其来推测粘土类型。大量研究证明，岩石中的有机物对铀的富集起着重大作用，因此应用自然伽玛能谱测井能在老井和新井中，在深度和平面上追踪生油层和评价生油能力，以及有效地确定有机质丰度。10Archie公式的由来及应用条件？答：Archie公式的由来：早期的测井方式主要是电阻率测井和自然电位测井，由含水纯岩石体积物理模型导出的电阻率相应方程：对于给定的完全含水纯岩石，是固定的，也是不变的，因而含水纯岩石的电阻率，与孔隙度中地层水电阻率的比值是一个常数。用电阻率不同的盐水饱和同一个砂岩岩心，并分别测量水的电阻率和岩样电阻率，还测量有效孔隙度。计算结果表明，同一岩样用不同的得到的比值为一个常数。而孔隙度不同，其比值是不同的。由此我们可以得出Archie公式。Archie公式的应用条件：被研究的地层应当是完全含水的，而且泥质含量要少。11威利公式的由来及应用条件？答：1956年，Wyllie等人总结了国内外实验研究和理论分析，提出了威利平均时间公式，认为声波在单位体积岩石内传播可分为两部分，一试岩石骨架部分，其体积是1-，声速为Vma，另一部分是充满流体的孔隙，体积为，声速位，则声波在岩石中的传播时间为这两部分的传播时间之和， 即，用声波传播时间形式写为：，孔隙度就可表示为。其应用条件：无次生孔隙，压实和胶结良好的纯砂岩地层。12为什么密度、中子测井经常被组合应用？论述其物理实质及依据？答：密度测井所测为岩石骨架的体积密度b，中子测井的计数率与地层含氢指数H有关，H=9bx/M。它们均以饱和淡水纯石灰岩为标准刻度后，所测得的石灰岩层段的孔隙度值相等。这样在标尺采用相同刻度后，在曲线上它们的显示应该是重合的（石灰岩层段）。但有不重合现象时，我们就可以通过此“重叠相面法”对地层进行岩性识别。另外比如遇到气层，我们就会发现密度孔隙度值偏高（b降低，=(m-b)/ (m-w)，则升高），而中子孔隙度值偏低（含氢指数降低）。（可见地球物理测井P262）13若井眼垮塌，会对测井结果有什么影响？答：井眼垮塌，对于贴井壁测量的仪器和探测深度较浅的仪器影响较大。井眼垮塌是指由于钻井或泥浆侵入等因素的影响而使部分井眼的直径增大。测井仪器在该位置上记录的信号不能反映真实的地层特性，而是井内的泥浆的信息。主要的表现为：微电阻率测井曲线平直，且数值很低；声波时差曲线产生周波跳跃；在扩径最大的地方，密度测井明显变小，数值基本为泥浆的密度；中子测井的视孔隙度明显增大；特别是井壁成像的仪器会在图像上形成水层的特征，由于电阻率很小。14以HDT仪器为例，叙述地层倾角测井基本原理。答：HDT即高分辨率倾角测井仪。它由4个互相垂直的电极壁推靠到井壁上，可测量到4条微电阻率曲线，通过相关对比法可计算出微电阻率曲线的高程差。1-3、2-4极板可以测得2条互相垂直的井径曲线。另外有机械装置可测得1号极板方位角、井斜角和井斜方位角。根据空间几何学，用与地层斜面垂直的单位法向矢量可以表示底层倾斜面的情况。那么有了以上所得数据就可以计算地层倾斜角和倾斜方位角：1）计算仪器坐标系中的地层层面上的单位法向矢量n的三个分量,根据公式可计算得到和；2）若井斜或仪器倾斜，则要把变换成大地坐标系下的地层层面上的单位法向矢量的三个分量，再根据公式可计算得到和。-矿场地球物理P297nAnFnDn15画出同向牵引正断层地层倾角矢量图？答：16简述主要的成像测井仪器测量原理及基本应用（以FMI、AIT、ARI、DSI、CMR为例）。答：FMI：电流回路为上部电极-地层-下部电极，上部电极是电子线路的外壳，下部电极是极板。测量时，八个电极全部贴井壁，由地面MAXIS-500装置向地层发射电流，记录每个电极的电流强度及所施加的电压，反映井壁四周地层微电阻率的变化。FMI传感器测量的电流有3个分量：1）高频分量；2）低频分量；3）直流分量。测井模式有全井眼、四极板和倾角测量。应用：1）裂缝识别与评价；2）沉积构造研究；3）储层分析；4）计算地层或裂缝的倾角。AIT：包含横向测井，克服了感应测井的不足。采用三线圈结构，运用了两个双线圈电磁场叠加的原理，实现消除直偶信号影响的目的：线圈由八组基本接受单元组成，共用一个发射线圈，使用三种频率同时工作，井下仪器测量多达28个原始实分量和虚分量信号。测井数据传输至地面，经计算机处理，实现数字聚焦，得到三种分频率五种探测深度的测井曲线。应用：1）径向反演；2）侵入描述；3）直观解释；4）径向电阻率变化；5）径向侵入及径向饱和度。ARI：方位电极安装在双向测井仪上，由12个方位供电电极流出的电流流回到地面电极B0，电极被A2电极上、下两部分流出的电流和电极A1、A1、A0及A2流出的电流聚焦，每个方位电极流出的电流也受到两侧相邻的电流聚焦。应用：1)评价裂缝地层；2）薄层分析；3）分析非均质地层；4）计算地层倾角。DSI：偶极发射器能产生沿井壁传播的挠曲波；挠曲波是频散界面波，偶极横波测井实际是根据阿挠曲波的测量来计算地层的横波速度。应用：1）探测气层；2）识别裂缝；3）估算地层渗透率；4）判断地层各向异性；5）分析岩石机械特性。CMR：原子核的动量矩和磁矩，核磁感应，动量矩和磁矩共轴，这使得它成为一个磁陀螺。核磁共振：射频线圈提供和静磁场相垂直的振荡磁波B1 ，使其振荡频率精确等于拉莫频率，以便磁偶极子从振荡磁场中吸收能量发生转换。驰豫时间：磁陀螺沿外场取向使磁化强度数值指数式增长的时间常数T1为纵向驰豫时间。横向驰豫时间T2和岩石颗粒表面驰豫有关。应用：1）确定储层有效孔隙度；2）确定储层渗透率；3）确定残余油饱和度；4）评价低电阻油藏。17从应用的角度分析成像测井技术的特点。答：1）成像测井仪有助于发现复杂、非均质的油气层，除了确定油气含量外，还可以搞清楚储层及产层的静态和动态特征；2）成像测井仪采用最先进的微电子技术和计算机功能，它是一个井下与地面、硬件与软件相结合的系统，能够采集更多的测井信息；3）成像测井仪在不增加测井时间的情况下高速传输数据，在传输到地面之前做了必要的预处理；4）计算机软件系统可进行图像处理和数据分析；5）计算机硬件具有多项功能，不仅改善了测井质量，而且有效利用了测井时间。6）新一代仪器是具有高分辨率、多探测点的电、声、核、磁测井仪器；7）具有一套较完整的适应各类复杂非均匀储层参数定量评价和地质应用、工程应用的软件包。18简述利用毛管压力资料评价储层岩石孔隙结构的方法。答：毛管压力曲线是毛管压力和饱和度的关系曲线。毛管压力曲线可以反映储层吼道的大小和分选程度。分选越好，平台越平缓。由于一定的毛管压力对应着一定的孔隙吼道半径，因此，毛管压力曲线实际上包含了岩样孔隙吼道的分布规律。19如何利用毛管压力资料评价油气藏含油饱和度分布规律？答：利用所测得的毛管压力，按公式，直接将换算成的关系，即可求出油过渡带高度随含油饱和度变化的关系。20阐述泥浆滤液侵入油气层的机理，为什么在油气层会形成低阻环带？答：钻井液滤液径向渗入地层，在向前驱扫可移动的油和地层水过程中，含油饱和度大的地层中油的相对渗透率明显大于水的相对渗透率，所以油的运动速度较快，饱和度前缘与水的矿化度前缘之间的环形带则富含地层水，混合液以地层水为主，电阻率较低，故形成低电阻率环带。因此，低电阻率环带的存在是地层含有可动油的一个充分条件。21论述泥浆滤液侵入油气层动态过程的双感应测井响应变化规律。答：当泥浆滤液侵入油气地层时，泥浆滤液会在含油气地层中形成一个地层水带。当原生地层水的饱和度低时，低电阻率环带明显，随着含水饱和度的增加，环带减弱；当含水饱和度超过60%时，几乎不再出现低电阻率环带；当侵入带增大时，环带的厚度也增大，但当侵入直径大于40-50英寸时，环带可能开始消散。侵入程度双感应测井响应变化规律较浅浅感应测值降低，深感应基本不变，出现正差异中等浅感应测值降低，深感应可能不变，也可能降低较深浅感应测值降低，深感应降低，可能出现两线重合22.利用电路的串、并联原理，讨论泥浆滤液侵入油气层对感应、侧向电阻率测井的影响。答：钻井过程中，不可避免的要应用泥浆，泥浆柱的压力要大于地层压力（防止井喷），在此条件下泥浆滤液向渗透性地层中渗入，并置换了原地层孔隙中的流体，这就是泥浆侵入。对普通电阻率测井的影响：由于泥浆电阻率总比地层电阻率低，泥浆在井内起到了分流的作用，使测量结果比无井影响时要低，此外，井内泥浆电阻率的变化也会对测量结果产生影响。若Rm较高，所测电阻率曲线以明显的高异常显示高阻层；若Rm较低，所测曲线上，高阻层的电阻率明显下降，分辨率也降低，这使因为Rm太低，井内分流加大导致的结果。泥浆侵入对油、水层的影响：一般含油层会出现“低侵”，水层会出现“高侵”。主要是因为泥浆的电阻率一般高于水的电阻率，而小于油的电阻率。这样当侵入水层时，会使冲洗带的电阻率高于原状地层的电阻率，出现所谓的“高侵”；侵入油层时，会使冲洗带的电阻率低于原状地层的电阻率，出现所谓的“低侵”，我们可以利用这种影响来判断油水层。对侧向和感应电阻率影响：由于侧向测井测量电阻率是应用的电阻串联的原理，这就得出其受高阻的影响要大；相反，感应电阻率的测量是应用的电阻并联原理，这就说明其容易受低电阻率的影响。比如当出现“低侵”时，会出现浅感应电阻率值会低于深侧向电阻率值（两者的探测深度相当），就是因为串、并联的影响。23高阻、低阻侵入剖面形成的机制？电阻率测井径向响应特征。答：钻井时，由于泥浆柱压力略大于地层压力，泥浆滤液在压力差的作用下向储集层渗透，由于泥浆滤液电阻率与地层水电阻率不同，泥浆侵入将改变储集层电阻率的径向特征。1）高侵剖面：Rxo明显大于Rt，称为泥浆高侵或增阻侵入。一般是由于泥浆滤液的电阻率大于地层水电阻率引起，因此，淡水泥浆钻井的水层一般是高侵，部分具有高矿化度地层水的油气层也可能为高侵，但Rxo与Rt差别较小。2）低侵剖面：Rxo明显低于Rt，称为泥浆低侵或减阻侵入。在RmfRw时发生低侵，油气层多为低侵或侵入不明显，部分水层和盐水泥浆钻井的水层通常是低侵。 -测井数据处理与综合解释P11024分析测井解释中“岩心刻度测井”和“岩石物理体积模型”两种技术的特点和优势。答：见下表：特点和优势岩心刻度测井应用数理统计的方法建立测井资料与岩心分析资料之间的关系，然后应用这些关系进行定量解释和计算处理。这类方法的基础是岩心分析资料的数量和质量。岩心资料越丰富，越具有代表性，所做的分析化验项目越齐全，这类方法越可靠。反之资料越少，这些少量的岩心资料只能起到验证的作用。这种方法的优点在于快速、直观、简单、参数选取少。在考虑地质参数与测井物理量之间的矛盾关系的基础上，从数据间的统计关系来建立解释模型。目前这类方法已用于油田储量计算、测井定量解释沉积相研究方面。岩石物理体积模型由测井原理方法可知：许多测井方法上测量结果实际上都可以看成是仪器探测范围内岩石物质的某种物理量的平均值。它们的测量参数可以看成时单位体积岩石中各部分的相应物理量的平均值。在岩石均匀分布的情况下，无论任何大小的岩石体积，它们对测量结果的贡献按照单位体积来说都时一样的。根据这些特点，在研究测井参数和地质参数的关系时，就可以避开对每种测井方法微观物理过程的研究，着重从宏观上研究岩石各部分对测量结果的贡献，从而发展了所谓的岩石物理体积模型。用这种方法导出的测井响应与相应测井理论方法和实验方法的结果基本一致，是一种很好的近似方法。特点时推理简单，不用复杂的数值物理知识，除电阻率测井外，对其它前述“平均”概念的测井方法，均可以导出具有线性形式的测井响应方程。既便于人们记忆使用，又便于计算和处理。25.叙述最优化测井解释的基本原理与方法。答：最优化测井解释是根据地球物理学广义反演理论，以环境影响校正后的、较为真实地反映地层特性的实际测井值ai为基础，根据适当的解释模型和测井响应方程，通过合理选择的区域性解释参数与储集层参数初始值，反算出相应的理论测井值ai（x，z），并与实际的测井值相比较，按非线性加权最小二乘原理建立目标函数，用最优化技术不断调整未知储层参数值x，使目标函数达到极小值。一旦两者充分逼近了，则此时计算理论测井值所采用的未知量x就是充分反映实际储层参数值，即最优化测井解释结果x。最优化测井解释方法：采用非线性加权最小二乘原理与误差理论来建立最优化测井解释的数学模型。质量检验与评价的方法：置信区间法；拟合系数法；目标函数最优值；减小非相关函数。26叙述“岩心刻度测井”技术的方法，讨论其适用条件。答：岩心刻度测井即应用树立统计方法建立测井资料和岩心分析资料之间的关系，然后应用这些关系进行定量解释和计算机处理。这种方法的优点在于快速、直观、简单、参数选取少，在考虑地质参数与测井物理量之间的本质关系的基础上，从数据间的统计关系来建立解释模型。此方法的主要步骤有：1）收集岩心分析资料和测井资料；2）整理岩心分析资料和测井资料；3）用统计方法建立测井解释模型；4）检验地区测井解释模型。“岩心刻度测井”技术适用于岩心资料丰富、测井项目齐全的地区。27简述利用测井资料定量评价纯岩石孔隙度、渗透率和含油饱和度的基本方法。答： 基 本 方 法孔隙度a用一种孔隙度测井资料计算（孔隙度资料主要指声波、中子、密度或者岩性密度测井资料）。求取孔隙度时，声波中利用Wyllie平均公式=(t-tma)/(t-tf)求取；中子测井中若不考虑岩性和挖掘效应的影响，测得的孔隙度就是地层的含氢指数；密度测井测得的即岩石体积密度b，利用公式=(ma-b)/(ma-f)，即可求得孔隙度值；另外当然还可以用电阻率测井结合Archie公式进行计算。（可参照测井数据处理与综合解释P118）b中子-密度测井曲线重叠法。（详见放射性测井原理P148）c双孔隙度测井交会图法。中子-密度交会图图版确定常见岩石的岩性和孔隙度最好，它对各种常见岩性都要较高的分辨力，而且还可用作油气校正。其次是中子-声波交会图图版，对常见岩性的分辨力也较强，特别时对砂岩-石灰岩的分辨力还略优于中子-密度交会图图版，但因声波测井要受地层压实程度等影响，又不能用作油气校正，故声波-中子交会图的应用不及中子-密度交汇图广泛。声波-密度交会图图版中各常见岩石线间的距离均较近，故对常见岩石的分辨力最差，但它对岩盐、石膏和硬石膏等蒸发岩类的分辨力较强，用在膏盐剖面判断岩性较好。（测井数据处理与综合解释P83）d岩石物理体积模型法。根据不同地层特征，建立相应的相应方程，定量计算孔隙度。渗透率a经验模型。建立孔隙度和束缚水饱和度Swi的统计模型。常用的经验方法Timur方程K=0.1364.4/Swb和Morris-Biggs方程K=(C3/Swb)2（其中原生油取C=250，干气取C=80）b多元统计法。c神经网络技术。最优化方法对于孔、渗、饱都可以求取。d核磁共振和地层测试。Coates模型等。含油饱和度a电阻率测井结合Archie公式进行计算。b多元线性回归法分析确定饱和度。c交会图法。建立电阻率-孔隙度交会图，lgRt=-mlg+lg(abRw/Swn)。d双水模型，求取含油气泥质地层中的So。（测井数据处理与综合解释P198）eWaxman-Smits模型。（测井数据处理与综合解释P195、196）（可参见测井数据处理与综合解释P168表4-2常用的含水饱和度关系式）28.简述利用测井资料划分碎屑岩渗透层的方法。答：碎屑岩渗透层的测井响应特征为：由于泥质含量较少，所以低伽马值；SP曲线异常； 井径可能会由于泥浆的侵入而缩径；由于存在泥浆侵入，则可能会导致形成泥浆高侵（一般为水层）或泥浆低侵（一般为油层）；孔隙度一般较大，水层和油层相近，气层会有很低的密度值，中子孔隙度也会很低，声波上还可能出现“周波跳跃”现象。29推导利用中子-密度测井交会图定量计算泥质砂岩储层有效孔隙度及泥质含量的公式。答：如下图，根据、值在交会图上找到D（、）点，D点到泥岩线的距离为a，到含水纯砂岩线的距离为b，L1是水点到到泥岩线的距离，L2是粘土点到含水纯砂岩线的距离，则孔隙度 ，泥质含量。根据现性几何知识，即求已知点（、）到已知直线的距离。将坐标代入：Qb aL1L2泥岩线粘土点含水纯砂岩线水点30为什么利用协调性刻度后的中子-密度测井曲线重叠法可以确定岩性和估算孔隙度？答：密度测井所测为岩石骨架的体积密度b，中子测井的计数率与地层含氢指数H有关，H=9bx/M。它们均以纯石灰岩为标准刻度后，所测得的石灰岩层段的孔隙度值相等。这样在我们将标尺采用相同刻度后，在曲线上它们的显示应该是重合的（石灰岩层段）。但有不重合现象时，我们就可以通过此“重叠相面法”对地层进行岩性识别。例如，遇到砂岩时，密度孔隙度显示为高值，而中子孔隙度显示为低值（因为砂岩的密度比石灰岩低，则求出的孔隙度值高。对于中子孔隙度，因为砂岩的中子减速能力比石灰岩低，则求出的孔隙度值低）。同理，遇到密度比石灰岩高的白云岩则就出现了相反的结果。（可见地球物理测井P262图6-17）另外比如遇到气层，我们就会发现密度孔隙度值偏高（b降低，=(m-b)/ (m-w)，则升高），而中子孔隙度值偏低（含氢指数降低）。用中子-密度交会图版可确定储层孔隙度。（可见测井数据处理与综合解释P158）31.论述利用测井资料定量评价油气层的理论基础和方法。答：32能否说电阻率高的地层一定是油气层？为什么？答：不能。因为通常都是用储层电阻率与相邻水层的电阻率相比较，电阻率高的评价为油气层。例如由岩性本身引起的高阻，如致密的硬石膏地层。另外，干层也可能显示为高电阻率。我们应该在具体情况下具体分析。33为什么粘土矿物具有附加导电能力？影响粘土矿物附加导电能力的主要因素是什么？答：粘土矿物是颗粒极细（直径2m）的含水层状结晶的硅酸盐矿物和少数含水的非晶质硅酸盐矿物的总称，它们一般具有良好的吸附性、胶体性和可塑性。通常，粘土颗粒表面均带负电荷，这主要是由于粘土晶体的置换作用和破键作用产生的。置换作用是指粘土晶格结构中，Si-O四面体层内的Si+4被Al+3离子置换，Al-O八面体的Al+3被Mg+2、Fe+2等离子置换，由于低价离子取代了晶格中的高价阳离子，使晶体中出现了过剩的负电荷，故使粘土表面呈负电特征。破键作用是指在硅氧-铝氧结构单位的四周边缘发生化学破键，产生未平衡的负电荷。粘土颗粒表面的负电荷，必然要从它附近的水溶液中吸附阳离子而达到电平衡，而这些被吸附的阳离子又处于可交换状态，即可与其它被吸附的阳离子或水溶液中的其它阳离子交换位置。同时粘土表面的负电荷又具有排斥水溶液中的Cl-作用。一般情况下，粘土表面吸附的阳离子（水合离子）是不能自由运动的，但这种吸附并不是很紧密，在外电场作用下，这些被吸附的水合离子也可以和水溶液中的其它水合离子交换位置。水膜内的阳离子也可以相互交换位置，从而使水膜内的阳离子发生移动，引起导电现象，这种现象称为粘土的阳离子交换作用。由阳离子交换产生的导电性称为粘土结合水的附加导电性。影响粘土阳离子交换能力的主要因素有：（1）粘土矿物类型；（2）粘土的比面 比面是指单位体积岩石颗粒的总表面积，或单位体积岩石内总孔隙的内表面积，单位为cm2/cm3。（可见测井数据处理与综合解释P188）34.试用图解法说明含水纯砂岩与泥质砂岩岩石电导率与溶液电导率之间的变化规律。答：35论述Waxman-Smits方程的物理实验基础及模型的建立过程。答：W-S模型是1968年由Waxman和Smits建立的泥质砂岩电导率模型，是根据大量泥质砂岩的电导率与其阳离子交换容量QV关系的实验研究结果提出的。通过实验证实了粘土的附加导电性，即泥质砂岩的导电性是由自由电解液（地层水）和粘土的阳离子交换并联导电的结果。建立过程：在Hill和Milburn的基础上，选择QV值较大的岩心，在更大范围氯化钠溶液电阻率条件下，进一步作实验测量，验证了在低矿化度溶液部分含水泥质砂岩电导率与地层水电导率的非线性关系，得出了粘土的附加导电性对泥质砂岩电导率的影响：；进一步假设含油气时交换阳离子的迁移率不受部分水被油气局部替换的影响，交换阳离子的电导率为，则得到含油气泥质砂岩的电导率为。36评价双水模型的理论及物理实验基础，分析其适用性。答：37泥质砂岩与纯砂岩测井定量评价的主要区别是什么？答：砂岩储层中若存在泥质测井的影响很大：1）泥质粘土附加导电性会降低储层的电阻率，可能会形成低阻油藏，对于测井定量评价影响很大；2）泥质的存在，说明了储层中存在束缚水，这就导致了储层有效孔隙度的降低；3）我们可以利用泥质的放射性较高等测井曲线特征，计算出泥质的含量，在所有的计算方法中，取算得泥质含量最小的方法；4）在建立物理体积模型时，泥质的存在会增加模型的难度，必须要先计算出泥质含量。38对比分析WaxmanSmits方程与“双水”模型建立的基础与特点。答：WaxmanSmits方程“双水”模型模型建立的基础根据大量泥质砂岩的电导率与其阳离子交换容量QV关系的实验研究，基于粘土附加导电实验规律的理论，证明了泥质砂岩的导电性是由自由电解液（地层水）和粘土的阳离子交换并联导电的结果，并且阳离子交换作用引起的附加导电性使泥质水电导率总是高于地层水电导率。基于扩散双电层理论，把泥质砂岩岩石中的水分为两部分：一部分是由双电层引起的粘土水（近水），其导电性与粘土类型及平衡阳离子浓度都无关，只与温度有关，另一部分远离粘土的水，其导电性质同普通地层水相同。特点实验采用的岩心样品数量多，种类多，用的盐溶液矿化度范围较大，模型具有普遍性，适用性广泛。不需要用岩心测量确定的Qv值，使阳离子交换理论更广泛地用于实际的测井分析。39以WaxmanSmits方程和Archie方程为例，阐述泥质砂岩粘土附件导电的基本规律与控制因素。答：W-S模型是根据大量泥质砂岩的电导率与其阳离子交换容量Qv关系的实验研究结果提出的。它是基于泥质砂岩的阳离子交换作用来建立的电导率模型。（见测井数据处理与综合解释P192）40什么是低阻油气层？基本特点？形成低阻油层的主要成因类型有哪些？答：低阻油气层并不是指该油气层的电阻率小，而是指在同一个井中指该油气层的测井电阻率与相邻水层电阻率的比值小于2，甚至与水层相近，也叫低对比度油层。若油层的电阻率与水层的电阻率比值小于2，或比水层的电阻率还要小，称之为相对低阻油藏；若是油层的电阻率要小于传统油层的电阻率，称之为绝对低阻油藏。基本特点就是测井曲线上油层与水层电阻率值差异小，含油饱和度低，不易区分油、水层。形成低阻油层的主要成因分地质成因和物理成因两大类。地质成因：1）低幅度构造；2）低能沉积相带；3）伊/蒙粘土矿物占优。物理成因：1）高不动水饱和度作用，即微孔隙发育、束缚水含量高造成的低阻油气层；2）粘土附加导电作用；3）油水分异作用；4）钻井液侵入；5）油水层矿化度差异。前3个作用是低阻油气层形成的内因，与油气藏特征（储层孔隙结构、粘土矿物、构造幅度、油水层密度差）密切相关，其中前两条改善了地层导电网络形成低电阻率；第3条使含油饱和度降低；第4条是在钻井过程中产生，与油藏本身关系不大，是外因；第5条是内外因共同作用结果。另外，导电矿物的存在会显著降低感应测井的电阻率值，也会形成低电阻率油气层。-低阻油气藏测井识别评价方法与技术P141欠压实地层的典型测井响应特征是什么？答：欠压实地层的典型测井响应特征是：声波时差曲线明显增大或有跳跃现象；密度曲线比相邻压实地层低；井径曲线可能出现扩径。42常规测井资料识别天然气层的物理基础是什么？答：天然气自身的特性与它对测井仪器的特殊响应。43何谓岩石物理体积模型？试建立含油气泥质砂岩的声波测井、密度测井岩石物理体积模型。并讨论泥质、油气的存在对有效孔隙度的影响。答：岩石物理体积模型：就是根据测井方法的探测特性和岩石中各物质在物理性质上的差异按体积把实际岩石简化为性质均匀的几个部分，研究每一部分对岩石宏观物理量的贡献，并把岩石的宏观物理量看成是各部分的贡献之和。 含油气泥质砂岩的声波测井物理体积模型： 含油气泥质砂岩的密度测井岩石物理体积模型：泥质、油气的存在对有效孔隙度的影响：泥质含量的大小与有效孔隙度的大小成反比，因为泥质中含有的水是不可以流动的，也就是泥质孔隙度不属于有效孔隙度，所以当泥质含量增加时，就相应的减小了有效孔隙度；油气存在会增大有效孔隙度。44低孔低渗储层评价测井面临的主要问题是什么？测井技术应如何改进（采集技术和评价技术两个方面）以解决现有问题？ 答：低孔低渗储层评价测井面临的主要问题是1）孔隙空间小，油气信号弱，油气、水层特征不明显；2）油气、水层判别标准不易确定；3）油气层定量评价困难；4）产液性质与产能评价困难。测井技术的改进：1）采集技术方面，采用新的测井方法和技术，以高精度、高分辨率与深探测为目标；2）评价技术方面，用岩石物理研究方法评价低孔低渗储层的孔隙结构和特点，建立测井解释模型。45对比均匀粒间孔隙结构岩石电阻率与孔隙度关系，定性论述粒间孔隙-溶蚀孔隙、粒间孔隙-微裂隙这两种双重孔隙介质的电阻率与孔隙度关系。答：粒间孔隙-溶蚀孔隙，孤立不连通，粒间孔隙-微裂隙，46测井识别裂缝型碳酸盐岩储层及判别裂缝产状的主要依据是什么？答：识别裂缝型碳酸盐岩储层首先要抓住裂缝性储层的测井特征，裂缝型碳酸盐岩储层具有“三低二高一小”的特征，即低电阻率、低自然伽马、低中子伽马测井值、高声波时差与中子视石灰岩孔隙度；密度数值小。在裂缝发育带，还可能出现井径可能扩大，声波曲线产生跳跃，井温存在异常，这些都是划分裂缝型碳酸盐岩储层的依据。判别裂缝产状的依据：裂缝产状是指裂缝发育方位和倾角。目前判别裂缝产状的方法主要是成像测井得到的井壁图像确定裂缝的产状。还可以利用地层倾角测井来识别裂缝的产状，最后可以利用侧向测井的正负差异大小简单的判断裂缝倾角范围。47为什么说了解孔隙、裂缝类型及组合关系是评价碳酸盐岩储层的关键？答：因为碳酸盐岩的储层类型很多，如孔隙型、裂缝型、孔洞型、裂缝-孔洞型和洞穴型等。不同的孔隙、裂缝类型及其组合会形成不同类型的储层，不同类型的储层其孔隙结构也不同，不同的孔隙结构会影响和控制：1）原始地层流体分布；2）泥浆侵入情况；3）储层的储量和产量；4）测井响应特征。所以只有了解清楚孔隙、裂缝类型及其组合关系，才能进一步研究储层孔隙空间及其中的流体，评价储层物性和含油性。48裂缝性碳酸盐岩储层测井评价面临的技术难点是什么？如何解决？答：49测井地质学研究中，测井曲线（GR、SP）形态主要分为几种类型？其地质含义是什么？答：对于测井曲线（SP、GR）来说，曲线形态及其地质意义：1)柱形，表示粒度稳定，是在物源丰富、水动力稳定的条件下快速堆积形 成的，砂岩与泥岩突变接触；2）钟形，表示粒度由粗到细，是水动力能量逐渐减弱的或物源供应减少形成的，顶部渐变接触，底部突变接触；3）漏斗形，表示粒度由细到粗，水动力能量逐渐加强的或物源供应越来越丰富形成的，底部渐变接触，顶部突变接触；4）复合形，表示由两种或两种以上的曲线形态组合而成，是一种环境向另一种环境的变化；5）曲线光滑或齿化的程度是沉积能量稳定或变化频繁程度的表示。这些都同一定沉积环境形成的沉积物有关。50测井资料在层序地层学和沉积学研究中可以提供哪些信息？答：测井资料在层序地层学研究中提供的信息：1）高分辨率地层倾角HDT资料可用于研究地层产状和宏观沉积特征及构造特征，双地层倾角SHDT测井资料可用于研究储层内部岩性和沉积相特征，分析不整合特征。具有更高分辨率的成像测井，可分析沉积地层的沉积属性；2）引入测井资料使地层的纵向划分和横向对比定量化。在纵向上，使用测井资料可高精度、连续地、定量进行全井段地层的分析，反映垂向地层的堆叠型式；在横向上，测井曲线定量反映地层的特征有利于横向地层对比，分析地层侧向加积过程和形态；3）由岩心刻度测井、测井标定地震剖面，建立二维、三维地质体的形态；4）选择具有不同探测深度的测井曲线，建立相应的曲线形态，分析沉积环境和沉积层序。测井资料在沉积学研究中提供的信息：1）测井曲线幅度特征。测井曲线幅度受地层的岩性、厚度、流体性质等因素控制，可以反映出沉积物粒度、分选性及泥质含量。特别是SP和GR在这方面的广泛应用；2）测井曲线形态特征。不同的测井曲线形态能反映不同的沉积物组合形式及层序特征。3）底层倾角测井比常规测井曲线有更加细密的采样间隔，可以反映地层的岩性成分、含流体性质及砂岩的细微特征，为在常规测井曲线约束下研究岩石内部结构变化和成分变化提供了更精细的方法手段。4）通常用可以反映岩性、粒序变化的GR、SP曲线的形态组合来反映每一种沉积亚相、微相的层序特征。 -测井地质学P112、P128二、基本计算1、某巨厚砂岩层，底部水层深感应电阻率为1欧姆米、声波时差84微秒/英尺，顶部油层深感应电阻率为5